ES2198900T3 - Marmita de tambor. - Google Patents
Marmita de tambor.Info
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Abstract
Marmita de tambor para cocer productos en grano, de modo especial granos de maíz (42) para fabricar ¿cornflakes¿, con un recipiente (12) giratorio alrededor de un eje (13), con toberas (26, 27; 30, 31), que desembocan en el recipiente (12), unidas con conductos (24; 29) a través de los cuales se alimenta el recipiente (12) con un medio gaseoso (35) portador de calor, existiendo por lo menos dos toberas distribuidas (26, 27; 30, 31) en la periferia del recipiente (12), de modo que por lo menos una de las toberas (26, 27) desemboca en la zona (33) cubierta por el producto a cocer y por lo menos otra tobera (30, 31) desemboca en la zona (39) libre del producto a cocer, caracterizado por el hecho de que se ha previsto un dispositivo de control (32) a través del cual se alimentan con medio (35) respectivamente aquellas toberas (26, 27) que desembocan justo en la zona (33) cubierta por el producto a cocer.
Description
Marmita de tambor.
El invento hace referencia a una marmita de
tambor para cocer productos en grano, de modo especial granos de
maíz para fabricar "cornflakes", con un recipiente giratorio
alrededor de un eje, con toberas, que desembocan en el recipiente,
unidas con conductos a través de los cuales se alimenta al
recipiente un medio gaseoso portador de calor, existiendo por lo
menos dos toberas distribuidas en la periferia, de modo que por lo
menos una de las toberas desemboca cubierta por el producto a cocer
y por lo menos otra tobera desemboca en la zona libre del producto
a cocer.
Por ejemplo, se conoce una de estas marmitas de
tambor a través de la referencia DSCK de la empresa Gebr.Bühler
AG, Uzwill, Suiza.
Se conoce otra marmita de tambor similar a través
de la empresa APV Baker, Peterborough, Inglaterra, bajo la
denominación "Rotary cereal cooker".
El eje del recipiente giratorio está dispuesto
horizontal, teniendo el mismo recipiente un contorno
aproximadamente en forma de tonel. En el recipiente, el producto en
grano a tratar, por ejemplo granos de maíz, es colocado en agua, de
modo que el recipiente queda lleno hasta la mitad con esta mezcla
de agua y producto.
Para la alimentación de calor hay toberas
previstas en la pared del recipiente, a su vez alimentadas a
través de conductos colocados a lo largo del costado exterior del
recipiente, con un medio gaseoso caliente, esto es con vapor de agua
caliente. La disposición de las toberas es tal que los grupos de
toberas quedan aproximadamente opuestos en sentido diametral.
Todos los conductos o grupos de toberas están comunicados entre sí
por medio de conductos alimentados desde una fuente de suministro
común. Es decir, el vapor es alimentado al mismo tiempo a todos lo
conductos y a todas las toberas.
En todo caso, en la aplicación práctica se ha
comprobado que el vapor sólo entra a través de algunas toberas
dentro del recipiente, que no desembocan en la zona cubierta por
la mezcla de agua y producto. Son respectivamente las toberas que
durante el movimiento giratorio se hallan sobre de la mezcla de
agua y producto.
En aquellas toberas que desembocan directamente
en la zona cubierta por la mezcla de agua y producto, apenas
penetra medio dado que la contrapresión en la mezcla de agua y
producto existente en el recipiente es tan grande que el medio no
puede penetrar con la proporción nominal a través de dichas
toberas.
Esto es debido a que el gas alimentado
simultáneamente al conjunto de conductos busca el camino de menor
resistencia, el cual consiste en las toberas que no quedan
sumergidas en la mezcla de agua y producto.
Ni siquiera una mayor presión consigue que el gas
pase a través de toberas que desembocan en la zona cubierta del
producto a cocer.
La consecuencia de ello es que se produce una muy
mala transferencia de calor desde el medio portador de calor que se
alimenta a la mezcla de agua y producto existente en el
recipiente, o sea la mezcla de agua y granos de maíz. El intercambio
térmico se produce esencialmente en la superficie de la masa
rotativa que presenta una sección transversal a modo de riñón y el
espacio de vapor situado encima.
Dado que debe alimentarse nuevo medio portador de
calor para el proceso de cocción, hay que tomar precauciones
adicionales para que el medio gaseoso pueda volver a salir del
recipiente, lo cual se realiza a través de aberturas situadas encima
de la mezcla de agua y producto. Por tanto, también existe el
peligro de que vuelva a salir medio acabado de alimentar, sin que
haya llegado a intercambiar gran cantidad de calor con la mezcla de
agua y producto en rotación.
Esto tiene el notable inconveniente de que se
requieren tiempos de cocción muy largos, existiendo el peligro de
que en los granos de maíz largo tiempo cocidos exteriormente ya
empiecen a producirse procesos de gelatinización en el almidón,
mientras que en el interior del grano de maíz el proceso de cocción
todavía no ha conseguido el resultado deseado, existiendo todavía
un denominado ``punto blanco'' en el almidón del material sin
cocer.
Al proseguir con el proceso de elaboración, esto
hace que al girar los granos se produzcan zonas con plaquetas, que
no presentan zonas gelatinizadas. En el consiguiente proceso de
tostado se consiguen "cornflakes", que presenten coloraciones
claras (puntos blancos) en las zonas no recocidas, en las que no
existen verdaderas burbujas (ampollas) sino que en su lugar
aparece una estructura cocida, es decir una estructura cerrada a
modo de láminas.
A través de la patente
US-4.203.358 A se conoce una marmita de tambor para
cocer productos en grano, cuyo recipiente está conformado como
tambor perforado. Se alimenta un medio gaseoso portador de calor
al costado exterior del tambor perforado, en la zona donde se
encuentra el producto a tratar en el costado interior. El medio
gaseoso penetra a través de las perforaciones del costado exterior
al espacio interno del recipiente giratorio.
Desde el punto de vista de equilibrio energético
este proceso de cocción resulta extremadamente desfavorable.
Por tanto, es objeto del presente invento
desarrollar una marmita de tambor de la clase citada al inicio,
para conseguir un intercambio térmico y un proceso de cocción más
eficaz, lo cual permita conseguir más cortos tiempos de cocción y
que al mismo tiempo consiga un buen y más regular resultado de
cocción.
De acuerdo con el invento se consigue el objeto,
por el hecho de que se ha previsto un dispositivo de control a
través del cual se alimentan con medio respectivamente aquellas
toberas que desembocan justo en la zona cubierta por el producto a
cocer.
Esta medida tiene la ventaja de ahora el medio
gaseoso es alimentado exclusivamente a través de toberas que
desembocan en la zona cubierta por el producto a cocer, o sea
situadas debajo de la superficie del agua, de modo que el medio es
soplado directamente dentro del agua y allí tiene lugar un
intercambio térmico tanto con el agua como también con el producto
a tratar.
A través de está conducción forzosa se asegura
una transferencia térmica esencialmente más dirigida, rápida y
efectiva, de modo que con un tiempo esencialmente más corto se
consigue un resultado de cocción más regular y destacable. El medio
introducido burbujea distribuido regularmente a través de las
toberas en la mezcla de agua y producto calentada.
Gracias a la dirigida introducción del medio en
la mezcla de agua y producto, esencialmente puede llenarse el
recipiente a más nivel, de modo que con el mismo tamaño
constructivo puede tratarse fundamentalmente más producto. Ahora ya
no es necesario un voluminoso acolchado a presión, que era preciso
en el estado actual de la técnica para el intercambio térmico,
puesto que el espacio de vapor sirve exclusivamente para la
ventilación.
En otra forma de realización del invento, el
dispositivo de control está conformado de manera que puede
ventilarse el recipiente, a través de algunas toberas, que no
desembocan directamente en la zona cubierta por el producto a
cocer.
Esta medida tiene ahora la notable ventaja
adicional de una realización muy dirigida y regular del medio
portador de calor a través del recipiente, es decir, por un lado el
medio portador de calor penetra directamente en la mezcla de agua y
producto, pasa a través de la misma y sale nuevamente del
recipiente a través de toberas que se encuentran justo encima de
la superficie de la mezcla de agua y producto.
De este modo se puede establecer sencillamente
una formación de presión en la marmita de tambor.
Así, cuando están sumergidas, las toberas
trabajan como toberas de soplado, mientras que cuando quedan sobre
la superficie del agua lo hacen como toberas de ventilación.
En otra forma de realización del invento, existen
toberas dispuestas diametralmente opuestas.
Esta conocida medida tiene la ventaja técnica de
control de que pueden llevarse a cabo los procesos de conmutación
de manera dirigida y simple, es decir, en una determinada zona de
ángulo de giro una tobera trabaja en la modalidad de soplado,
mientras en la siguiente zona angular determinada lo hace en la
modalidad de ventilación.
En otra forma de realización del invento, hay
varias toberas dispuestas a lo largo del eje de giro del
recipiente.
Esta medida tiene la ventaja de que, a través de
las varias toberas puede soplarse, en especial en marmitas de
tambor muy grandes, el medio portador de calor en varios lugares,
de modo que se garantiza una distribución de calor especialmente
regular y rápida.
En otra forma de realización del invento, el
dispositivo de control presenta una conducción de varios pasos, a
través de los cuales los medios son llevados al recipiente y luego
son evacuados del mismo.
Pueden conseguirse conducciones de varios pasos,
como elementos constructivos estacionarios, que alimentan varios
medios separados a un recipiente giratorio, como componentes de
fabricación compacta, de manera que es posible un gobierno sencillo
y poco costoso.
A través de la realización de varios pasos no
solo puede alimentarse y evacuarse el medio portador de calor,
sino que también puede alimentarse una y otra vez el agua, en que
se cuecen los granos de maíz, y, en determinados casos, también los
aromas y edulcorantes. Asimismo también pueden existir conductos de
medios de enjuague, de manera que al vaciar la marmita de tambor
puede llevarse a cabo la limpieza a través del dispositivo de
control.
A continuación se describe y explica con más
detalle el invento con ayuda de un ejemplo de forma de realización
elegido haciendo referencia a los dibujos adjuntos. En los
mismos:
La figura 1 es una vista lateral, muy esquemática
y parcialmente en sección, de una marmita de tambor;
La figura 2 es una representación de un grano de
maíz a tratar;
La figura 3 es otra etapa de trabajo de uno de
tales granos después de ser prensado entre rodillos;
La figura 4 es un "cornflake" terminado, tal
como se pretende; y
La figura 5 es un "cornflake" que se obtiene
cuando el grano de maíz está cocido de manera irregular.
Una marmita de tambor, representada en la figura
1, viene indicada en su conjunto con la referencia 10.
La marmita de tambor 10 presenta un recipiente
12, aproximadamente en forma de tonel, que puede girar alrededor de
un eje horizontal 13.
El recipiente 12 va montado de manera giratoria
en soportes 16 y 18 a través de cojinetes laterales 14, 15. El
recipiente se hace girar alrededor del eje de giro 13 a través de
un mecanismo de cadena 20 conectado a un motor 22.
Hay un primer conducto 24 colocado a lo largo de
una línea envolvente, a lo largo del costado externo del recipiente
12, y que está unida a dos toberas 26 y 27 que desembocan en el
interior del recipiente 12. Cada tobera 26, 27 está provista de un
tamiz 28.
Diametralmente opuesto a esta disposición de
conducto y toberas existe otro conducto 29 a lo largo del costado
exterior, que alimenta dos toberas 30 y 31, que a su vez desembocan
dentro del recipiente 12.
Ambos conductos 24 y 29 desembocan en un
dispositivo de control 32, que está provisto de una conducción de
varios pasos 34.
El dispositivo de control 32 está unido a una
unidad de alimentación y gobierno 40, a través de las cuales se
alimenta el medio y se gobiernan los procesos de control, tal como
se describirá más adelante.
El recipiente 12 está provista de una tapa, aquí
no representada, mediante la cual pueden introducirse y sacarse el
producto a tratar y los granos de maíz, respectivamente.
Los granos de maíz son semillas de maíz que han
sido esterilizados y pelados.
Además de los granos de maíz se coloca agua en el
recipiente 12, de manera que el nivel de llenado queda por encima
del eje de giro 13, tal como se ha representado en la figura 1.
Para cocer la mezcla de agua y granos de maíz
contenida en el recipiente 12, se alimenta vapor caliente a unos
120ºC y una presión de 1 a 2 bar, aproximadamente.
De acuerdo con el invento, la conmutación o
gobierno se realiza a través del dispositivo de control 32, de
manera que el medio 35 tan sólo se alimenta a los conductos de las
respectivas toberas que desembocan en la zona 33 cubierta por el
producto a cocer.
En la forma de realización de la figura 1, es el
conducto 24 que alimenta las toberas 26 y 27.
El medio 35 también pasa al dispositivo de
control 32, a través del conducto de alimentación 38, que para ello
presenta una conducción de varios pasos 34, que alimenta el
conducto 24 y a través de este las toberas 26 y 27. Gracias al tamiz
28, el medio 35 es finamente distribuido en el producto a cocer,
tal como viene indicado en la figura 1 por medio de las flechas de
corriente y las burbujas. De este modo puede producirse una
transferencia de calor intensiva, rápida y regular del medio sobre
la mezcla de agua y producto existente en el recipiente 12. Una vez
el medio 25 ha pasado por la mezcla, habiendo abandonado el
líquido, va a las toberas 30 y 31, diametralmente opuestas, y puede
salir a través de las mismas y el conducto 29 del recipiente 12. El
conducto 29 también conduce el medio a través del paso múltiple 34 a
una ventilación 36.
En la posición representada en la figura 1, que
corresponde a una instantánea de la marmita de tambor rotativa 10,
las toberas 26 y 27 trabajan en la modalidad de soplado, mientras
las toberas 30 y 31 funcionan en la modalidad de ventilación. Esto
se mantiene así hasta que las toberas 26 y 27 desembocan en la zona
33 cubierta por el producto a cocer. Una vez las toberas 26 y 27 han
dejado dicha zona, son conmutadas a la modalidad de ventilación,
mientras entretanto las toberas 309 y 31 han llegado a la zona 33
cubierta por el producto a cocer, y son conmutadas desde la
modalidad de ventilación a la modalidad de soplado, lo cual es
realizado de manera automática y convenientemente a través del
conducto de varios pasos 34 del dispositivo de control 32. De este
modo es posible conseguir en breve tiempo un producto en grano, por
ejemplo granos de maíz 42, en el deseado estado de cocción.
Con respecto a aparatos similares, según el
actual estado de la técnica, tal como se han descrito antes, del
mismo tamaño y cantidades, en que los tiempos de tratamiento son
del orden de 120 a 150 minutos, puede conseguirse este tiempo de
tratamiento del 20 al 30%. Además, no solo se consigue una reducción
del tiempo de tratamiento, sino que en este breve tiempo de
tratamiento se consigue un producto cocido impecable. Asimismo, la
carga es cerca de un 20% superior al de las marmitas de tambor
convencionales.
En la figura 2 se ha representado un grano de
maíz 42 que se consigue cuando el proceso de cocción es demasiado
largo y se realiza con un intercambio térmico insuficiente.
Entonces se obtiene un grano, en cuyas zonas
externas 46 cuyo almidón está gelatinizado, apareciendo una capa
exterior pegajosa.
En el núcleo todavía no se han producido proceso
de cocción, es decir, existe el denominado punto blanco 44.
Si uno de tales granos 42 se va tratando,
prensándolo entre rodillos, se forma una plaqueta 48 como la
representada en la figura 3, que contiene zonas 50 aún sin cocer.
Ahora, si se tuesta una de tales plaquetas, para obtener el propio
"cornflake", obtenemos un "cornflake" 56 como el
representado en la figura 5. Este "cornflake" 56 presenta una
estructura cocida en los lugares no totalmente cocidos, similar a
una superficie laminada 55. En dicha zona, el "cornflake" 56
presenta una clara coloración, no deseada.
Tan sólo parecen unas bocas ampollas 58
deseadas.
Con la marmita de tambor 10 conformada de acuerdo
con el invento, ahora puede conseguirse un grano de maíz, que
esencialmente está cocido de manera más regular y rápida, de modo
que no aparecen capas pegajosas externas 46 ni tampoco queda un
punto blanco 44 en el núcleo interior.
Si entonces se elabora uno de tales granos de
maíz tratados regularmente, después del proceso de tostado aparece
un "cornflake" 52, como el representado en la figura 4, cuya
superficie presenta una serie de pequeñas ampollas regulares
54.
Por motivos de claridad, en la figura 1 no se han
representado la tapa ni tampoco otros conductos de alimentación,
por ejemplo para alimentar jarabe o para llevar el agua para le
limpieza y similares, que entonces pueden pasar respectivamente por
el costado exterior.
Claims (5)
1. Marmita de tambor para cocer productos en
grano, de modo especial granos de maíz (42) para fabricar
"cornflakes", con un recipiente (12) giratorio alrededor de un
eje (13), con toberas (26, 27; 30, 31), que desembocan en el
recipiente (12), unidas con conductos (24; 29) a través de los
cuales se alimenta el recipiente (12) con un medio gaseoso (35)
portador de calor, existiendo por lo menos dos toberas distribuidas
(26, 27; 30, 31) en la periferia del recipiente (12), de modo que
por lo menos una de las toberas (26, 27) desemboca en la zona (33)
cubierta por el producto a cocer y por lo menos otra tobera (30, 31)
desemboca en la zona (39) libre del producto a cocer,
caracterizado por el hecho de que se ha previsto un
dispositivo de control (32) a través del cual se alimentan con
medio (35) respectivamente aquellas toberas (26, 27) que desembocan
justo en la zona (33) cubierta por el producto a cocer.
2. Marmita de tambor de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizada por el hecho de que el
dispositivo de control (32) está conformado de manera que puede
ventilarse el recipiente (12), a través de aquellas toberas (30,
31), que no desembocan directamente en la zona (33) cubierta por el
producto a cocer.
3. Marmita de tambor de acuerdo con la
reivindicación 1 ó 2, caracterizada por el hecho de que
existen toberas (26, 27; 30, 31) dispuestas diametralmente
opuestas.
4. Marmita de tambor de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizada por el hecho de que
hay varias toberas (26, 27; 30, 31) dispuestas a lo largo del eje
de giro (13) del recipiente (12).
5. Marmita de tambor de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizada por el hecho de que el
dispositivo de control (32) presenta una conducción de varios pasos
(34), a través de los cuales los medios (35) son llevados al
recipiente y luego son evacuados del mismo.
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